生化联系与调控

1、1.1.糖转变为脂肪糖转变为脂肪 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油磷酸甘油糖糖 脂肪脂肪 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CoA 脂酰脂酰CoACoA2.2.脂肪转变为糖脂肪转变为糖 甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 脂肪脂肪 糖异生糖异生 糖糖 脂肪酸脂肪酸 乙酰乙酰CoACoA TCATCA OAA OAA一一. .糖代谢与蛋白质代谢的相互联系糖代谢与蛋白质代谢的相互联系1.1.糖转变为蛋白质糖转变为蛋白质 丙酮酸丙酮酸 AlaAla 糖糖 -酮戊二酸酮戊二酸 Glu NEAAGlu NEAA 草酰乙酸草酰乙酸 AspAsp 糖糖 EAAEAA2.2.蛋白质转变为糖

2、蛋白质转变为糖 蛋白质首先成氨基酸蛋白质首先成氨基酸十四种生糖氨基酸十四种生糖氨基酸 -酮酸酮酸 糖糖四种生糖兼生酮氨基酸四种生糖兼生酮氨基酸 -酮酸酮酸 糖糖二种生酮氨基酸二种生酮氨基酸 糖糖 琥珀酰琥珀酰CoA CoA TCATCA OAA OAA PEPPEP羧激酶羧激酶 PEP PEP 糖异生糖异生 糖糖延胡索酸延胡索酸丙酮酸、丙酮酸、 -酮戊二酸酮戊二酸 糖异生糖异生 糖糖三三 脂肪代谢与蛋白质代谢脂肪代谢与蛋白质代谢1 1 脂肪转变为蛋白质脂肪转变为蛋白质 脂肪转变为蛋白质十分有限，且只局限于生成脂肪转变为蛋白质十分有限，且只局限于生成GluGlu OAA OAA - -酮戊二酸酮

3、戊二酸 GluGlu脂肪脂肪 -氧化氧化 乙酰乙酰CoACoA2 2 蛋白质转变为脂肪蛋白质转变为脂肪 生酮氨基酸生酮氨基酸 乙酰乙酰CoA CoA 脂酰脂酰CoACoA 生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸 脂肪脂肪 生糖氨基酸生糖氨基酸 丙酮酸丙酮酸 DHAP -DHAP -磷酸甘油磷酸甘油 四四 核酸和三大物质的联系核酸和三大物质的联系1 1 三大物质代谢与核酸及其衍生物的关系三大物质代谢与核酸及其衍生物的关系 糖代谢：糖代谢： 提供戊糖提供戊糖 蛋白质代谢：蛋白质代谢：提供嘌呤和嘧啶的合成的原料提供嘌呤和嘧啶的合成的原料 脂肪代谢：脂肪代谢： 提供提供COCO2 2，联系不紧密，联系不紧密

4、2 2 核糖与三大物质的联系核糖与三大物质的联系 ATPATP：提供能量，参与磷酸基团的转移提供能量，参与磷酸基团的转移 UTPUTP：参加糖的合成参加糖的合成 （UDPGUDPG） CTPCTP：参与磷脂的合成参与磷脂的合成 GTPGTP：提供蛋白质合成所需的能量提供蛋白质合成所需的能量 许多许多辅酶辅酶为核苷酸衍生物为核苷酸衍生物第二节第二节 代谢的调节代谢的调节生物界中代谢调节的主要方式有：生物界中代谢调节的主要方式有： 酶水平的调节酶水平的调节 （基本调节方式）（基本调节方式） 细胞水平的调节细胞水平的调节 激素水平的调节激素水平的调节 神经水平的调节神经水平的调节 （高级形式的调节）

5、（高级形式的调节）一一 酶水平的调节酶水平的调节 酶的别构调节酶的别构调节 酶活性的调节酶活性的调节 （快速调节）（快速调节） 酶的共价调节酶的共价调节酶水平的调节酶水平的调节 酶的合成酶的合成 酶含量的调节酶含量的调节 （缓慢调节）（缓慢调节） 酶的降解酶的降解1 1 酶活性的调节酶活性的调节（1 1）别构调节作用）别构调节作用别构作用：别构作用：有些酶可与底物、代谢中间物或终产物以非共价键结合，有些酶可与底物、代谢中间物或终产物以非共价键结合，使酶的构象发生改变，进而改变酶的活性，此现象称为别构效应。使酶的构象发生改变，进而改变酶的活性，此现象称为别构效应。具有别构作用的酶称为别构酶，大多

6、数为寡聚酶，一般由两个或两具有别构作用的酶称为别构酶，大多数为寡聚酶，一般由两个或两个以上的亚基组成，其中一组为催化亚基，另一组称为调节亚基。个以上的亚基组成，其中一组为催化亚基，另一组称为调节亚基。别构剂：别构剂：使酶发生别构作用的物质称别构剂。使酶发生别构作用的物质称别构剂。提高活性的物质别提高活性的物质别正别构剂正别构剂；反之为；反之为负别构剂负别构剂。代谢过程加快的称代谢过程加快的称正反馈正反馈；反之为；反之为负反馈负反馈。负反馈为常见反馈负反馈为常见反馈种类：种类：底物、产物、或代谢途径的终产生及其它小分子物质。底物、产物、或代谢途径的终产生及其它小分子物质。（2 2）共价修饰调节作

7、用）共价修饰调节作用共价修饰：共价修饰：有些酶可以在另一种酶的催化下与特写的化学基团发生有些酶可以在另一种酶的催化下与特写的化学基团发生共价结合，或使已结合的基团解离，从而改变酶活性。共价结合，或使已结合的基团解离，从而改变酶活性。共价修饰类型：共价修饰类型： 磷酸化脱磷酸化；磷酸化脱磷酸化； 乙酰化脱乙酰化；乙酰化脱乙酰化； 腺苷酰化脱腺苷酰化；尿苷酰化脱尿苷酰化；腺苷酰化脱腺苷酰化；尿苷酰化脱尿苷酰化； ADPADP核糖基化；甲基化脱甲基化；核糖基化；甲基化脱甲基化； S-SS-SSHSH相互转变相互转变例：例： 蛋白激酶蛋白激酶和和磷酸酯酶磷酸酯酶催化催化酶的磷酸化和脱磷酸化酶的磷酸化和

8、脱磷酸化化学修饰特点：化学修饰特点：引起酶分子共价键变化；引起酶分子共价键变化； 对调节信号有放大效应。对调节信号有放大效应。2 2 基因表达的调节基因表达的调节 （酶含量的调节）（酶含量的调节） 在在转录水平转录水平和和翻译水平翻译水平进行调控进行调控（1 1）原核生物基因表达调节）原核生物基因表达调节 酶合成的诱导作用酶合成的诱导作用 诱导作用：诱导作用： 某些物质（诱导物）能促进细胞内酶的合成。某些物质（诱导物）能促进细胞内酶的合成。诱导酶：诱导酶： 具有具有诱导作用诱导作用的酶的酶诱导物：诱导物： 通常是诱导酶的底物通常是诱导酶的底物阻遏物：阻遏物： 通常是代谢过程的终产物通常是代谢过

9、程的终产物例：例： 乳糖操纵子乳糖操纵子操纵子模型：操纵子模型：由由调节基团调节基团、控制位点控制位点和一组功能相关的和一组功能相关的结构基团结构基团组成组成 控制位点包括：启动基因和操纵基因控制位点包括：启动基因和操纵基因乳糖操纵子各部分作用：乳糖操纵子各部分作用：结构基因（结构基因（z z、y y、a a）合成将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖的三种酶合成将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖的三种酶 操纵基因（操纵基因（o o） 阻遏蛋白结合位点阻遏蛋白结合位点启动基因（启动基因（p p） RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点调节基因（调节基因（i i） 编码产物阻遏蛋白可调节操纵基因的编码产物阻遏蛋白

10、可调节操纵基因的“开开”与与“关关”A A 诱导状态诱导状态B B 阻遏状态阻遏状态 酶合成的阻遏作用酶合成的阻遏作用（色氨酸操纵子模型）（色氨酸操纵子模型）除具有除具有阻遏调节阻遏调节外，还存有外，还存有衰减调节衰减调节 （1 1）真核生物基因表达调节）真核生物基因表达调节 主要在主要在转录水平转录水平进行调控进行调控作用方式主要有：作用方式主要有：顺式作用元件、反式作用因子及相互作用上顺式作用元件、反式作用因子及相互作用上A A 顺式作用元件：顺式作用元件：对基因转录有调节作用的对基因转录有调节作用的DNADNA序列序列 （启动子和增强子）（启动子和增强子）启动子：启动子：控制转录起始的频

11、率控制转录起始的频率增强子：增强子：增加转录的频率增加转录的频率B B 反式作用因子：反式作用因子：是指能直接或间接与是指能直接或间接与DNADNA上基因表达调控元上基因表达调控元件结合而发挥调控作用的蛋白质因子。件结合而发挥调控作用的蛋白质因子。二二 酶在细胞内的集中存在与隔离分布酶在细胞内的集中存在与隔离分布三三 激素对代谢的调节激素对代谢的调节概念：概念：由多细胞生物的特殊细胞所合成，并经体液输送到其他部位由多细胞生物的特殊细胞所合成，并经体液输送到其他部位 显示特殊生理活性的微量化学物质显示特殊生理活性的微量化学物质分类：分类： 根据激素的根据激素的受体受体在靶细胞上定位的不同将其分为

12、两类在靶细胞上定位的不同将其分为两类 类类 主要是多肽、蛋白质、儿茶酚胺等主要是多肽、蛋白质、儿茶酚胺等（水溶性）（受体在细胞膜上）（水溶性）（受体在细胞膜上） 类类 主要是类固醇类激素、甲状腺素等主要是类固醇类激素、甲状腺素等（脂溶性）（受体在细胞内）（脂溶性）（受体在细胞内） 1 1 质膜受体激素的调节机理质膜受体激素的调节机理（第一信使）（第一信使） 激素激素与膜上受体结合与膜上受体结合 激活细胞膜上的腺苷酸环化酶激活细胞膜上的腺苷酸环化酶 促使细胞内的促使细胞内的ATP转化为转化为cAMP （第二信使）（第二信使） cAMP激活蛋白激酶激活蛋白激酶 蛋白激酶催化细胞内的蛋白质和酶系磷酸

13、化蛋白激酶催化细胞内的蛋白质和酶系磷酸化 发生别构后再发挥其作用发生别构后再发挥其作用 2 2 细胞内受体激素的调节机理细胞内受体激素的调节机理（第一信使）（第一信使） 激素激素 + 膜内受体蛋白膜内受体蛋白 激素激素-受体蛋白复合物受体蛋白复合物 （第二信使）（第二信使）进入细胞核进入细胞核 影响影响RNA和蛋白质的合成过程和蛋白质的合成过程 影响某种酶蛋白的合成及其活性影响某种酶蛋白的合成及其活性 四、神经系统对代谢的调节四、神经系统对代谢的调节 最高级的调节形式最高级的调节形式高等动物有完善的神经系统，神经系统不仅控制各种生理活动高等动物有完善的神经系统，神经系统不仅控制各种生理活动，也

14、控制物质代谢。很多内分泌腺的活动受中枢神经系统的控，也控制物质代谢。很多内分泌腺的活动受中枢神经系统的控制，亦即神经系统对代谢的控制在很大程度上是通过激素而发制，亦即神经系统对代谢的控制在很大程度上是通过激素而发挥其作用的。挥其作用的。 谢谢同学们对本课程教学的配合！谢谢同学们对本课程教学的配合！ 祝同学们在期终考试中取得祝同学们在期终考试中取得理想成绩！理想成绩！（2 2）共价修饰调节作用）共价修饰调节作用共价修饰：共价修饰：有些酶可以在另一种酶的催化下与特写的化学基团发生有些酶可以在另一种酶的催化下与特写的化学基团发生共价结合，或使已结合的基团解离，从而改变酶活性。共价结合，或使已结合的基团解离，从而改变酶活性。共价修饰类型：共价修饰类型： 磷酸化脱磷酸化；磷酸化脱磷酸化； 乙酰化脱乙酰化；乙酰化脱乙酰化； 腺苷酰化脱腺苷酰化；尿苷酰化脱尿苷酰化；腺苷酰化脱腺苷酰化；尿苷酰化脱尿苷酰化； ADPADP核糖基化；甲基化脱甲基化；核糖基化；甲基化脱甲基化； S-SS-SSHSH相互转变相互转变例：例： 蛋白激酶蛋白激酶和和磷酸酯酶磷酸酯酶催化催化酶的磷酸化和